1.本公开涉及一种用于在流体管道网(特别是液体分配网)中进行声学泄漏检测的方法和系统。
背景技术：2.水、热能和/或气体的公用事业提供商(utility provider)通常使用流体管道网将水、热量和/或气体分配到多个消费者站点。对于公用事业提供商来说，尽可能快地检测到流体管道网中的任何泄漏是非常重要的。进一步期望的是，公用事业提供商尽可能精确地定位泄漏并获得关于泄漏的大小的估计。
3.例如从ep 3112823a1已知，通过使用安装在消费者站点处的超声波流量计来执行声学泄漏检测。这种声学泄漏检测的主要想法是，主要安装在消费者站点处以测量消耗量并将其报告给自动抄表系统的超声波流量计也可以用作麦克风以监听流体管道网的泄漏声音。
4.然而，问题在于通常存在非常高水平的背景噪声，这导致相对小的信噪比。这种小的信噪比或者导致相对低的泄漏检测灵敏度，或者导致相对高的假泄漏警报率。
技术实现要素：5.因此，本发明的一个目的是提供一种用于在流体管道网中进行声学泄漏检测的方法和系统，其具有增加的泄漏检测灵敏度和/或降低的假警报率。
6.该目的通过根据权利要求1所述的方法以及根据另外的独立权利要求所述的超声波流量计和系统来实现。在相应的从属权利要求、以下描述和附图中限定了优选实施例。
7.根据本公开的第一方面，提供了一种用于通过使用安装在管道处的至少一个超声波流量计在流体管道网中进行声学泄漏检测的方法，其中，所述管道将消费者站点连接到流体管道网，所述方法包括：
[0008]-检测从声源沿着管道和/或沿着管道内的流体行进到所述至少一个超声波流量计的至少一个声波，
[0009]-确定所述至少一个声波中的至少一个的行进方向，
[0010]-如果所述声波的确定的行进方向为朝向消费者站点，则将所述至少一个声波中的声波解释为泄漏声音候选，以及
[0011]-如果所述声波的确定的行进方向为远离消费者站点，则将所述至少一个声波中的声波解释为背景噪声。
[0012]
将所述至少一个声波中的所述声波解释为泄漏声音候选的步骤可以包括：触发泄漏警报和/或提供泄漏信息数据，该泄漏信息数据可以用作决定是否触发泄漏警报的基础。将所述至少一个声波中的所述声波解释为背景噪声的步骤可以包括：阻止泄漏警报或不触发泄漏警报。本公开基于发明人的以下见解：大部分背景噪声来自与泄漏声音不同的另一个方向。通常，背景噪声由消费者站点处的设备(诸如循环器泵或其他振动装置)产生。这种
背景噪声在消费者站点处沿着管道和/或沿着管道内的流体行进。由于超声波流量计安装在将消费者站点与公用事业提供商的流体管道网连接的管道处，因此超声波流量计检测作为来自消费者站点的声波的这种背景噪声。在本公开的上下文中，公用事业提供商对消费者站点范围内的泄漏不太感兴趣，而是对消费者站点外部的流体管道网中的任何泄漏感兴趣。检测消费者站点范围内的泄漏可能受制于(subject to)本公开的上下文之外的其他技术方案。根据本公开，如果声波不是来自预计背景噪声的典型声源所在的消费者站点，则声波仅被解释为泄漏声音候选。
[0013]
朝向消费者站点的方向是通过超声波流量计的标称流体流动方向(nominal fluid flow direction)还是相反方向，这取决于具体应用。在工业用水系统(service water system)或供气系统中，标称流体流动方向朝向消费者家庭。在区域供热网中，超声波流量计可以安装在进给管线或返回管线处，其中，朝向消费者站点的方向在进给管线处是通过超声波流量计的标称流体流动方向，而在返回管线处是相反的方向，其中，服务技术人员可以使用用户界面来输入关于进给管线或返回管线处的安装的信息。通过超声波流量计的标称流体流动方向可以通过超声波流量计上的图形指示标记。
[0014]
因此，在大多数应用中，如果所述声波的确定的行进方向为朝向消费者站点的标称流体流动方向，则声波仅被解释为泄漏声音候选。在超声波流量计安装在区域供热网的返回管线处的例外情况下，解释逻辑被简单地反转。在任何情况下，预计泄漏声音朝向消费者站点行进，而预计背景噪声来自消费者站点。
[0015]
可选地，确定所述声波的行进方向可以基于由至少一个超声波流量计的第一超声波换能器生成的第一信号与由至少一个超声波流量计的第二超声波换能器生成的第二信号之间的相移、时移和/或振幅差，其中，第一超声波换能器和第二超声波换能器彼此具有轴向距离。替代地或另外地，超声波流量计可以包括用于检测至少一个声波的麦克风和/或加速度计。然而，最优选的是使用存在于大多数超声波流量计中的两个超声波换能器来确定行进方向。通常，两个超声波换能器发送和接收超声波信号以测量流体流量。然而，当存在无流体流动的情况时，超声波换能器可以用作“麦克风”以监听泄漏声音。根据声波的行进方向，超声波换能器中的一个超声波换能器被定位成比另一个超声波换能器更靠近声源。因此，由超声波换能器生成的信号由于它们彼此的轴向距离而彼此不同。例如，与第一信号相比，第二信号可以是相移的。这种相移特别适用于确定连续声波的行进方向，该连续声波可以近似为一阶正弦声波。替代地，特别是在声波脉冲的情况下，在第一信号与第二信号之间可能存在时移，其中，时移的符号指示声波的行进方向。因为预计振幅在超声波换能器之间的途中减小，所以第一信号和第二信号的振幅也可能不同。因此，振幅差的符号也可以指示声波的行进方向。
[0016]
可选地，所述方法还可以包括：将所述至少一个声波标识为朝向消费者站点行进的第一声波和远离消费者站点行进的第二声波的叠加，所述方法还包括：将第一声波解释为泄漏声音候选而将第二声波解释为背景噪声。这在具有与相对低的泄漏声音的频率显著不同的频率的相对大的背景噪声的情况下特别有用。因此，通过减去通过其行进方向标识出的背景噪声，可以显著地提高在存在相对大的背景噪声的情况下对这种低泄漏声音的灵敏度。
[0017]
可选地，如果所述声波被解释为背景噪声，则标识所述声波中的主频带，并且从所
述至少一个声波中减去主频带。主频带可以是可以从检测到的声波中减去的背景噪声的正弦一阶近似。在减去主频带之后存在残余声波的情况下，残余声波朝向消费者站点的行进方向指示残余声波将被解释为泄漏声音候选。
[0018]
可选地，所述方法还可以包括：设置或更新泄漏信息数据，所述泄漏信息数据包括关于所述声波的振幅和所述声波的行进方向的信息。所述泄漏信息数据允许执行超声波流量计外部的声波的解释。替代地或另外地，超声波流量计可以使用泄漏信息数据本身来触发泄漏警报。
[0019]
可选地，所述方法还可以包括：测量通过管道的流体流量，其中，基于预定时间表或基于外部命令，并且仅当测得的流体流量低于流量阈值或为零时，定期地、连续地或偶尔地执行设置或更新泄漏信息数据。因此，超声波流量计用于其主要目的(即在流体流动的情况下测量通过管道的流体流量)，并且用于在无流体流动的情况下，当测得的流体流量低于流量阈值或为零时，设置或更新泄漏信息数据。
[0020]
可选地，所述方法还可以包括：基于预定时间表或基于外部命令定期地或偶尔地将所述泄漏信息数据从所述至少一个超声波流量计无线传输到自动抄表系统。例如，可以为泄漏信息数据保留超声波流量计与自动抄表系统之间的通信协议中的预定数据序列。例如，泄漏信息数据可以包括由十个比特表示的任意尺度(scale)上的整数值(例如，0至1023)，以及由一个或多个比特表示的行进方向的布尔值。
[0021]
可选地，可以在按计划读取流体流量和/或消耗数据的过程中传输泄漏信息数据。因此，没有额外的能量花费在将泄漏信息数据从超声波流量计传递到自动抄表系统上。
[0022]
可选地，所述方法还可以包括：通过将泄漏信息数据与由自动抄表系统在预定时间窗口内从安装在流体管道网中的一个或多个其他超声波流量计接收到的泄漏信息数据进行比较来验证泄漏信息数据。这有利于进一步降低假泄漏警报率，因为附近的其他消费者站点处的其他超声波流量计不太可能也没有听到泄漏。
[0023]
可选地，所述方法还可以包括：将泄漏检测命令信号从自动抄表系统无线传输到所述至少一个超声波流量计，其中，在接收到泄漏检测命令信号时执行设置或更新泄漏信息数据。这在以下情况下特别有用：公用事业提供商明显怀疑泄漏并通过将泄漏检测命令信号发送到疑似泄漏附近的一个或多个超声波流量计来从那些超声波流量计请求泄漏信息数据。
[0024]
可选地，所述方法还可以包括：由自动抄表系统从所述至少一个超声波流量计中的一个接收泄漏信息数据，其中，泄漏检测命令信号被传输到所述超声波流量计附近的一个或多个超声波流量计以验证所述信息数据。因此，如果使用多于一个的超声波流量计来监听流体管道网的特定区域中的疑似泄漏，则进一步提高了泄漏检测的灵敏度并进一步降低了假泄漏警报率。
[0025]
在根据本公开的方法的具体实施例中，可以在消费者站点处安装至少两个超声波流量计。流量计中的一个可以安装在工业用水管道处，该工业用水管道将消费者站点连接到工业用水供给管道网管线。流量计中的另一个可以安装在将消费者站点连接到区域供热网的管道处。尽管流量计安装在将消费者站点连接到不同的流体管道网的管道处，但是一个流体管道网中的声波也可能在另一个流体管道网中行进，例如经由壁、混凝土、支架或其他材料。如果两个流量计在时间上重合地检测到声波，并且两者都已经确定声波的行进方
向朝向消费者站点，则声源很可能是泄漏。流量计可以以协调或不协调的方式(即同步或不同步的方式)执行方向的确定。两个流量计可以向前端系统(head-end system，hes)报告相应的泄漏信息数据，或者在双向通信设置中向彼此报告相应的泄漏信息数据。
[0026]
根据本公开的另一个方面，提供了一种超声波流量计，所述超声波流量计用于测量将消费者站点连接到流体管道网的管道中的流体流量，其中，所述超声波流量计包括：
[0027]-至少一个超声波换能器，被配置为测量超声波信号以确定流体流量，以及
[0028]-处理装置，与所述至少一个超声波换能器信号连接，
[0029]
其特征在于，所述至少一个超声波换能器还被配置为在无流体流动的情况下检测从声源沿着管道和/或沿着管道内的流体行进到所述至少一个超声波流量计的至少一个声波，
[0030]
所述处理装置被配置为确定所述至少一个声波中的至少一个的行进方向，并且
[0031]
所述处理装置被配置为使用或提供关于确定的行进方向的信息以在确定的行进方向为朝向消费者站点的情况下，将所述声波解释为泄漏声音候选，而在确定的行进方向为远离消费者站点的情况下，将所述声波解释为背景噪声。优选地，超声波流量计是电池供电的，并且包括用于无线传输消耗数据的信号发送器。
[0032]
因此，超声波流量计可以使用关于确定的行进方向的信息来提供泄漏信息数据以自身进行解释。在这样的实施例中，将声波解释为泄漏声音候选或背景噪声由超声波流量计的处理装置执行。然而，优选地，为了节省优选电池供电的超声波流量计的尽可能多的能量，将声波解释为泄漏声音候选或背景噪声在超声波流量计的外部(例如，自动抄表系统的前端系统(hes))执行。在这样的实施例中，超声波流量计简单地提供泄漏信息数据，以在超声波流量计外部解释声波。
[0033]
可选地，所述超声波流量计可以包括至少两个超声波换能器，所述至少两个超声波换能器包括第一超声波换能器和第二超声波换能器，其中，第一超声波换能器和第二超声波换能器彼此具有轴向距离，其中，处理装置被配置为基于由第一超声波换能器生成的第一信号与由第二超声波换能器生成的第二信号之间的相移、时移和/或振幅差来确定所述声波的行进方向。使用主要用于在流体流动的情况下测量流量的两个超声波换能器来在无流体流动的情况下确定声波的行进方向是特别有益的。
[0034]
可选地，朝向消费者站点的行进方向可以是通过超声波流量计的流体流动的标称方向。在供水系统或供气系统的情况下，超声波流量计通常安装在消费者站点处的进给管线上，以向消费者提供水或气体。由于超声波流量计具有预定的标称流体流动方向，因此从超声波流量计的角度来看，它不需要关于消费者站点位于何处的附加信息。在用于向消费者站点提供热量的区域供热网的情况下，超声波流量计可以安装在消费者站点处的进给管线或返回管线处。在将超声波流量计安装在返回管线处时，可以由处理装置设置信息标志，该信息标志指示朝向消费者站点的行进方向与通过超声波流量计的流体流动的标称方向相反。替代地，关于各个超声波流量计安装在进给管线或返回管线上的信息可以存储在数据库中，该数据库是可访问的以解释声波。
[0035]
根据本公开的另一个方面，提供了一种用于在流体管道网中进行声学泄漏检测的系统，其中，所述系统包括至少一个如上所述的超声波流量计，以及自动抄表系统，所述自动抄表系统用于从所述至少一个超声波流量计无线地接收流体流量和/或消耗数据，其中，
所述至少一个超声波流量计还被配置为基于预定时间表或基于外部命令定期地或偶尔地无线传输泄漏信息数据，所述泄漏信息数据包括关于所述声波的振幅和所述声波的行进方向的信息。
[0036]
优选地，自动抄表系统的前端系统(hes)可以接收泄漏信息数据，并将声波解释为泄漏声音候选或背景噪声以触发泄漏警报或不触发泄漏警报。
[0037]
可选地，所述系统的至少一个超声波流量计可以被配置为在按计划读取流体流量和/或消耗数据的过程中传输所述泄漏信息数据。如上所述，这对于节省优选电池供电的超声波流量计的尽可能多的能量是有用的，因为没有额外的能量花费在无线传输所述泄漏信息数据上。
[0038]
可选地，自动抄表系统可以被配置为：通过在预定时间窗口内从安装在流体管道网中的一个或多个其他超声波流量计接收到的泄漏信息数据来验证从所述至少一个超声波流量计接收到的泄漏信息数据。优选地，这些其他超声波流量计位于发送待验证的泄漏信息数据的超声波流量计附近。因此，在被解释为泄漏声音候选的声波存在时间上的重合和位置上的重合的情况下，假泄漏警报的风险低。
[0039]
可选地，自动抄表系统可以被配置为将泄漏检测命令信号无线传输到所述至少一个超声波流量计，其中，超声波流量计被配置为在接收到泄漏检测命令信号时设置或更新泄漏信息数据。
[0040]
可选地，所述系统还可以包括安装在不同的管道上的多个超声波流量计，所述不同的管道将不同的消费者站点连接到同一流体管道网，其中，自动抄表系统被配置为从所述多个超声波流量计中的一个或多个接收泄漏信息数据。优选地，所述多个超声波流量计形成安装在流体管道网的特定区域中的超声波流量计组。
[0041]
可选地，自动抄表系统可以被配置为：将泄漏检测命令信号传输到所述多个超声波流量计中在所述超声波流量计附近的另外一个或多个以验证所述泄漏信息数据。
[0042]
本文公开的方法可以以编译或未编译的软件代码的形式实现，该软件代码存储在具有用于执行该方法的指令的计算机可读介质上。替代地或另外地，该方法可以由自动抄表系统的基于云的系统和/或前端系统(hes)中的软件结合至少一个超声波流量计内的编程处理器来执行。
附图说明
[0043]
现在将参考以下附图通过示例的方式描述本公开的实施例，其中：
[0044]
图1示意性地示出了具有根据本公开的用于声学泄漏检测的系统的流体管道网；
[0045]
图2示意性地示出了根据本公开的用于声学泄漏检测的方法的实施例的流程图；以及
[0046]
图3a至图3c示意性地示出了根据本公开的用于通过超声波流量计确定声波的行进方向的三个不同选项。
具体实施方式
[0047]
图1示出了区域供热网形式的流体管道网1，其用于向消费者站点3供应来自区域供热站5的热量。消费者站点3可以是私人家庭、工业消费者或表示对于管理区域供热站5的
公用事业提供商而言可计费实体的任何其他类型的消费者站点。应当注意，如图1所示的区域供热网形式的流体管道网1仅是示例。替代地，流体管道网1可以是用于向消费者站点3供应水的工业用水分配网或用于向消费者站点3供应气体的气体供应网。
[0048]
在如图1所示的区域供热网1中，热量通常通过热交换器7从流体管道网1传递到消费者站点3，该热交换器7作为消费者站点3处的供热系统9的一部分。消费者站点3处的供热系统9通常包括循环泵11，该循环泵11用于将加热的流体输送到散热器或地热。
[0049]
在每个消费者站点3处，存在超声波流量计13，该超声波流量计13安装在将消费者站点3连接到流体管道网1的管道15、17处。在图1所示的示例中，超声波流量计13安装在连接到区域供热网1的进给管线的管道15处。替代地，超声波流量计13可以安装在将消费者站点3连接到区域供热网1的返回管线的管道17处。
[0050]
在该示出的示例中，超声波流量计13是被配置为测量、存储和报告热量消耗数据的热量计。两个温度传感器19可以设置在分别连接到进给管线和返回管线的管道15、17处，以用于超声波流量计13记录温度差。结合在任意的流体流动的情况下测得的流体流量，超声波流量计可以提供热量消耗数据。
[0051]
超声波流量计13被配置为基于预定时间表或基于外部命令定期地或偶尔地经由无线通信网络(未示出)将热量消耗数据无线传输到由公用事业提供商管理的自动抄表系统的前端系统(hes)21。前端系统(hes)21在图1中示出为位于区域供热站5内。然而，应当理解，前端系统(hes)21可以位于任何地方，例如，为任何其他地方的基于云的系统或计算机服务器的形式。自动抄表系统可以包括专用无线通信网络，或者可以利用现有的无线通信网络(例如，蜂窝移动电话网络)，以用于前端系统(hes)21与安装在不同的消费者站点3处的超声波流量计13之间的通信。
[0052]
图1示出了流体管道网1的进给管线中的泄漏23的情况。公用事业提供商对尽可能快地检测到泄漏23、尽可能准确地定位泄漏23以及尽可能好地估计泄漏23的大小非常感兴趣。为此，超声波流量计13可以用作“麦克风”来监听流体管道网1以进行声学泄漏检测。这是因为泄漏23产生沿着流体管道网1的管道和/或沿着管道内的流体行进的泄漏噪声。优选地，声学泄漏检测在无流体流动的情况下执行，在该情况下，在安装有超声波流量计13的管道15、17中没有流体流动，或者至少流体流量低于流量阈值。因此，声学泄漏检测不受流体流动噪声的妨碍。
[0053]
然而，其他背景噪声通常使泄漏检测变得困难。例如，在消费者站点3处经常存在循环泵11或其他振动。这种背景噪声的振幅可能是高于泄漏23的泄漏声音的因子，甚至这种背景噪声的振幅的量值大于泄漏23的泄漏声音。本公开的构思现在是确定由超声波流量计检测到的声波的行进方向，并且使用行进方向作为滤波器标准以提高信噪比(例如，泄漏声音的平均振幅除以背景噪声的平均振幅)。滤波基于以下见解：背景噪声的大多数预计声源位于消费者站点3处，因此背景噪声的声波通常远离消费者站点3行进。然而，泄漏噪声朝向消费者站点3行进，使得确定的行进方向可以用于将泄漏声音与大多数背景噪声分离。换言之，朝向消费者站点3行进的任何声波被解释为泄漏声音候选，而远离消费者站点3行进的任何声波被解释为背景噪声。声波的解释可以直接在超声波流量计13处执行，但是优选地在从超声波流量计13无线地接收泄漏信息数据的前端系统(hes)21处执行。
[0054]
图2示出了根据本公开的用于声学泄漏检测的方法的示例的步骤的流程图。声学
泄漏检测可以在步骤101处开始。可以基于预定时间表或基于外部命令(例如，由超声波流量计13从前端系统(hes)21接收到的泄漏检测命令信号)来定期地或偶尔地触发开始101。超声波流量计13可以检测其中流体流量低于流量阈值或为零的无流体流动的情况，并且在步骤103处停止流速测量。在步骤105处，超声波流量计13检测从声源沿着管道15、17和/或沿着管道15、17内的流体行进到超声波流量计13的声波信号。在已经设置背景噪声基线的情况下，在步骤107中，通过从检测到的声波中减去背景噪声基线来补偿背景噪声基线。在接下来的步骤109中，确定声波的行进方向。该声波可以是在步骤105中检测到的声波或在步骤107中减去背景噪声基线之后的残余声波。在步骤111中，根据所述声波的行进方向是朝向客户站点3还是远离客户站点3，不同地解释在步骤109中确定了其方向的声波。如果在步骤109中确定的行进方向为远离消费者站点3，则声波被解释为背景噪声，并且在步骤113中将主频带与背景噪声隔离开。将经隔离的主频带与典型的已知背景噪声源(例如，以已知速度运行的循环器泵11)进行比较，以将主频带与这种已知的典型背景噪声源之一相关联。如果主频带可以与典型的背景噪声源相关联，则可以在步骤117中将主频带设置为背景噪声基线，该背景噪声基线要在步骤107中用于从步骤105中检测到的声波中减去。如果主频带不能与典型的背景噪声源相关联，则在步骤119中确定泄漏信息数据。泄漏信息数据包括关于背景噪声的振幅的信息和背景噪声的行进方向为远离消费者站点3的信息。因此，可以分析背景噪声和/或其主频带以用于其他目的，例如，消费者站点内的泄漏检测，或者获知新的背景噪声源及其主频带。
[0055]
如果在步骤111中发现在步骤109中确定的声波的行进方向为朝向消费者站点3，则在步骤119中确定的泄漏信息数据包含关于泄漏声音候选的振幅的信息和泄漏声音候选的行进方向为朝向消费者站点3的信息。例如，振幅可以由任意尺度上的整数值表示，即由10比特表示的0至1023。关于行进方向的信息可以是由单个比特表示的布尔值。在步骤121中，将泄漏信息数据无线地报告给前端系统(hes)21。在步骤123中，在前端系统(hes)21处，处理从超声波流量计13接收到的泄漏信息数据。因此，前端系统(hes)21使用泄漏信息数据来解释和决定是否触发泄漏警报。泄漏信息数据中关于行进方向的信息可以用作触发泄漏警报或不触发泄漏警报的滤波器标准。可以应用另外的滤波器标准，诸如最小振幅阈值和/或来自若干超声波流量计13的匹配泄漏信息数据的时间上的重合和位置上的重合。声学泄漏检测可以在步骤125处结束，直到在步骤101中重新开始为止。
[0056]
图3a至图3c示出了用于确定声波的行进方向的不同选项，该声波沿着安装有超声波流量计13的管道15、17和/或沿着所述管道15、17内的流体行进。在所示的示例中，超声波流量计13包括测量管25，该测量管25沿着安装有超声波流量计13的管道延伸。在图3a至图3c中，通过测量管25的流体的标称流动方向是从左到右，即测量管25具有在左手侧示出的入口27和在右手侧示出的出口29。超声波流量计13还包括两个超声波换能器t1、t2。第一超声波换能器t1比第二超声波换能器t2更靠近入口27定位，第二超声波换能器t2更靠近出口29定位。由此，超声波换能器t1、t2彼此具有轴向距离d。在流体流动的情况下，超声波换能器t1、t2用于发送和接收超声波信号以确定通过测量管25的流体流量。然而，在无流体流动的情况下，超声波换能器t1、t2用于监听沿着管道15、17并且因此沿着测量管25和/或测量管25内的流体行进的声波。
[0057]
图3a示出了沿着测量管25行进的连续正弦声波31的示例。由于两个超声波换能器
t1、t2之间的轴向距离d，因此在由两个换能器t1、t2产生的信号中存在相移。相移的符号指示声波31的行进方向。因此，可以基于由两个超声波换能器t1、t2生成的信号的相移来确定声波31的行进方向。
[0058]
图3b示出了声脉冲33形式的声波在标称流动方向上(如图3b所示，从左到右)沿着测量管25行进的情况下的同样的超声波换能器。更靠近入口27定位的第一超声波换能器t1早于更靠近出口29定位的第二换能器t2检测到声脉冲33。因此，由超声波换能器t1、t2生成的信号之间的时移δt指示声脉冲33的行进方向。
[0059]
在图3c中，示出了在声波35的振幅沿着其从第一换能器t1到第二换能器t2的行进衰减的情况下的同样的超声波流量计13。因此，由两个超声波换能器t1、t2生成的信号之间的振幅差指示声波35的行进方向。
[0060]
其中，在前面的描述中，提及了具有已知的、明显或可预见的等同物的整数或元素，则这些等同物被合并在本文中，就如同单独阐述一样。应当参考权利要求书来确定本公开的真实范围，应将权利要求解释为涵盖任何这种等同物。读者还应理解，被描述为可选的、优选的、有利的、方便的等的本公开的整数或特征是可选的，并且不限制独立权利要求的范围。
[0061]
上述实施例将被理解为本公开的示例性示例。应当理解，针对任何一个实施例描述的任何特征可以单独使用，或者与描述的其他特征结合使用，并且还可以与任何其他实施例的一个或多个特征或任何其他实施例的任何组合结合使用。尽管已经示出和描述了至少一个示例性实施例，但是应当理解，其他修改、替换和变型对于本领域普通技术人员来说是显而易见的，并且可以在不脱离本文描述的主题的范围的情况下进行改变，并且本技术旨在涵盖在此讨论的特定实施例的任何改变或变化。
[0062]
此外，“包括”不排除其他元素或步骤，并且“一”或“一个”不排除复数形式。此外，已经参考上述示例性实施例之一描述的特征或步骤也可以与上述其他示例性实施例的其他特征或步骤结合使用。方法步骤可以按任何顺序应用或并行应用，或者可以构成另一个方法步骤的一部分或更详细的版本。应当理解的是，所有这些合理、恰当地落入对本领域所作出的贡献的范围内的修改应该落入在所授权的专利的范围内。可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出这些修改、替换和变型，本公开的精神和范围应由所附权利要求及其合法等同物来确定。
[0063]
附图标记列表：
[0064]1ꢀꢀ
流体管道网
[0065]3ꢀꢀ
消费者站点
[0066]5ꢀꢀ
区域供热站
[0067]7ꢀꢀ
热交换器
[0068]9ꢀꢀ
供热系统
[0069]
11 循环器泵
[0070]
13 超声波流量计
[0071]
15 连接到进给管线的管道
[0072]
17 连接到返回管线的管道
[0073]
19 温度传感器
[0074]
21 前端系统(hes)
[0075]
23 泄漏
[0076]
25 测量管
[0077]
27 入口
[0078]
29 出口
[0079]
31 正弦声波
[0080]
33 声脉冲
[0081]
35 具有衰减的振幅的声音
[0082]
t1 第一换能器
[0083]
t2 第二换能器
[0084]
101
ꢀꢀ
开始
[0085]
103
ꢀꢀ
停止流速测量
[0086]
105
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检测声波
[0087]
107
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补偿背景噪声基线
[0088]
109
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确定声波的行进方向
[0089]
111
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将行进方向用作滤波器标准
[0090]
113
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隔离背景噪声中的主频带
[0091]
115
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将主频带与典型的背景噪声源相关联
[0092]
117
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设置背景噪声基线
[0093]
119
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确定泄漏信息数据
[0094]
121
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报告泄漏信息数据
[0095]
123
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处理泄漏信息数据
[0096]
125
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结束
技术特征：1.一种用于通过使用安装在管道(15、17)处的至少一个超声波流量计(13)在流体管道网(1)中进行声学泄漏检测的方法，其中，所述管道(15、17)将消费者站点(3)连接到所述流体管道网(1)，所述方法包括：-检测从声源沿着所述管道(15、17)和/或沿着所述管道(15、17)内的流体行进到所述至少一个超声波流量计(13)的至少一个声波，-确定所述至少一个声波中的至少一个的行进方向，-如果所述声波的确定的行进方向为朝向所述消费者站点(3)，则将所述至少一个声波中的声波解释为泄漏声音候选，以及-如果所述声波的确定的行进方向为远离所述消费者站点(3)，则将所述至少一个声波中的声波解释为背景噪声。2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述声波的行进方向是基于由所述至少一个超声波流量计(13)的第一超声波换能器(t1)生成的第一信号与由所述至少一个超声波流量计(13)的第二超声波换能器(t2)生成的第二信号之间的相移、时移和/或振幅差，其中，所述第一超声波换能器(t1)和所述第二超声波换能器(t2)彼此具有轴向距离(d)。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：将所述至少一个声波标识为朝向所述消费者站点(3)行进的第一声波和远离所述消费者站点(3)行进的第二声波的叠加，所述方法还包括：将所述第一声波解释为泄漏声音候选，而将所述第二声波解释为背景噪声。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：如果所述声波被解释为背景噪声，则标识所述声波中的主频带，并且从所述至少一个声波中减去所述主频带。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：设置或更新泄漏信息数据，所述泄漏信息数据包括关于所述声波的振幅和所述声波的行进方向的信息。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：测量通过所述管道(15、17)的流体流量，其中，基于预定时间表或基于外部命令，并且仅当测得的流体流量低于流量阈值或为零时，定期地、连续地或偶尔地执行设置或更新所述泄漏信息数据。7.根据权利要求5或6所述的方法，还包括：基于预定时间表或基于外部命令定期地或偶尔地将所述泄漏信息数据从所述至少一个超声波流量计(13)无线传输到自动抄表系统。8.根据权利要求7所述的方法，其中，在按计划读取流体流量和/或消耗数据的过程中传输所述泄漏信息数据。9.根据权利要求7或8所述的方法，还包括：通过将所述泄漏信息数据与由所述自动抄表系统在预定时间窗口内从一个或多个其他超声波流量计(13)接收到的泄漏信息数据进行比较来验证所述泄漏信息数据，所述一个或多个其他超声波流量计(13)安装在将其他消费者站点(3)连接到所述流体管道网(1)的其他管道处。10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法，还包括：将泄漏检测命令信号从自动抄表系统无线传输到所述至少一个超声波流量计(13)，其中，在接收到所述泄漏检测命令信号时执行设置或更新所述泄漏信息数据。11.根据权利要求10所述的方法，还包括：由所述自动抄表系统从所述至少一个超声波流量计(13)中的一个接收泄漏信息数据，其中，所述泄漏检测命令信号被传输到所述超声波流量计(13)附近的一个或多个超声波流量计(13)以验证所述信息数据。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：监测安装在不同的管道处的多个
超声波流量计(13)，所述不同的管道将不同的消费者站点(3)连接到所述流体管道网(1)，其中，自动抄表系统从所述多个超声波流量计(13)中的一个或多个接收泄漏信息数据。13.一种超声波流量计(13)，用于测量将消费者站点(3)连接到流体管道网(1)的管道(15、17)中的流体流量，其中，所述超声波流量计(13)包括：-至少一个超声波换能器(t1、t2)，被配置为测量超声波信号以确定流体流速，以及-处理装置，与所述至少一个超声波换能器(t1、t2)信号连接，其特征在于，所述至少一个超声波换能器(t1、t2)还被配置为在无流体流动的情况下检测从声源沿着所述管道(15、17)和/或沿着所述管道(15、17)内的流体行进到至少一个超声波流量计(13)的至少一个声波，所述处理装置被配置为确定所述至少一个声波中的至少一个的行进方向，并且所述处理装置被配置为使用或提供关于确定的行进方向的信息，以在所述确定的行进方向为朝向所述消费者站点(3)的情况下，将所述声波解释为泄漏声音候选，而在所述确定的行进方向为远离所述消费者站点(3)的情况下，将所述声波解释为背景噪声。14.根据权利要求13所述的超声波流量计(13)，包括至少两个超声波换能器(t1、t2)，所述至少两个超声波换能器(t1、t2)包括第一超声波换能器(t1)和第二超声波换能器(t2)，其中，所述第一超声波换能器(t1)和所述第二超声波换能器(t2)彼此具有轴向距离(d)，其中，所述处理装置被配置为基于由所述第一超声波换能器(t1)生成的第一信号与由所述第二超声波换能器(t2)生成的第二信号之间的相移、时移和/或振幅差来确定所述声波的行进方向。15.根据权利要求13或14所述的超声波流量计(13)，其中，朝向所述消费者站点(3)的所述行进方向是通过所述超声波流量计(13)的流体流动的标称方向。16.一种用于在流体管道网(1)中进行声学泄漏检测的系统，所述系统包括至少一个根据权利要求13至15中任一项所述的超声波流量计(13)，所述系统还包括自动抄表系统，所述自动抄表系统用于从所述至少一个超声波流量计(13)无线地接收流体流量和/或消耗数据，其中，所述至少一个超声波流量计(13)还被配置为基于预定时间表或基于外部命令定期地或偶尔地无线传输泄漏信息数据，所述泄漏信息数据包括关于所述声波的振幅和所述声波的行进方向的信息。17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述至少一个超声波流量计(13)被配置为在按计划读取流体流量和/或消耗数据的过程中传输所述泄漏信息数据。18.根据权利要求16或17所述的系统，其中，所述自动抄表系统被配置为：通过在预定时间窗口内从一个或多个其他超声波流量计(13)接收到的泄漏信息数据来验证从所述至少一个超声波流量计(13)接收到的所述泄漏信息数据，所述一个或多个其他超声波流量计(13)安装在将其他消费者站点(3)连接到所述流体管道网(1)的其他管道处。19.根据权利要求16至18中任一项所述的系统，其中，所述自动抄表系统被配置为：将泄漏检测命令信号无线传输到所述至少一个超声波流量计(13)，其中，所述超声波流量计(13)被配置为在接收到所述泄漏检测命令信号时设置或更新所述泄漏信息数据。20.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括多个超声波流量计(13)，所述多个超声波流量计(13)安装在将不同的消费者站点(3)连接到所述流体管道网(1)的不同的管
道处，其中，所述自动抄表系统被配置为从所述多个超声波流量计(13)中的一个或多个接收泄漏信息数据。21.根据权利要求16和20所述的方法，其中，所述自动抄表系统被配置为：将泄漏检测命令信号传输到所述多个超声波流量计(13)中在所述超声波流量计(13)附近的另外一个或多个以验证所述泄漏信息数据。
技术总结本公开涉及一种用于通过使用安装在管道(15、17)处的至少一个超声波流量计(13)在流体管道网(1)中进行声学泄漏检测的方法，其中，管道(15、17)将消费者站点(3)连接到流体管道网(1)，该方法包括：检测从声源沿着管道(15、17)和/或沿着管道(15、17)内的流体行进到所述至少一个超声波流量计(13)的至少一个声波；确定所述至少一个声波中的至少一个的行进方向；如果所述声波的确定的行进方向为朝向消费者站点(3)，则将所述至少一个声波中的声波解释为泄漏声音候选；以及如果所述声波的确定的行进方向为远离消费者站点(3)，则将所述至少一个声波中的声波解释为背景噪声。声波中的声波解释为背景噪声。声波中的声波解释为背景噪声。
技术研发人员：M
受保护的技术使用者：卡姆鲁普股份有限公司
技术研发日：2022.04.29
技术公布日：2022/11/1
